DE19918510B4 - With a gaseous fuel powered, supercharged internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Mit einem gasförmigen Brennstoff betriebene, aufgeladene Brennkraftmaschine (1), welche mehrere Brennräume (7), wenigstens eine Leitung (13) und wenigstens ein Gehäuse (2) zur Zuführung von Ladeluft zu den Brennräumen (7) aufweist, wobei jedem Brennraum (7) wenigstens ein Einlassventil (6) und zusätzlich zu dem wenigstens einen Einlassventil (6) wenigstens ein mit einer Gaszuführleitung (4) verbundenes Gaszuführventil (5) zur Zuführung von Gas zu einem jeweiligen Einlasskanal (3) zugeordnet ist, und wobei das wenigstens eine Gehäuse (2) oder die wenigstens eine Leitung (13) zur Zuführung von Ladeluft durch wenigstens ein festes Trennelement (10) dauernd in wenigstens zwei Kammern (2a, 2b) mit zugeordneten Einströmkanälen (11a, 11b) oder in wenigstens zwei Leitungen (13a, 13b) unterteilt ist.With a gaseous one Fuel-powered, supercharged internal combustion engine (1), which several combustion chambers (7), at least one line (13) and at least one housing (2) to the feeder from charge air to the combustion chambers (7), wherein each combustion chamber (7) at least one inlet valve (6) and additionally to the at least one inlet valve (6) at least one with a gas supply line (4) connected gas supply valve (5) for feeding of gas is assigned to a respective intake passage (3), and wherein the at least one housing (2) or the at least one conduit (13) for supplying charge air through at least a fixed separating element (10) permanently in at least two chambers (2a, 2b) with associated inflow channels (11a, 11b) or in at least two lines (13a, 13b) is divided.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem gasförmigen Brennstoff betriebene, aufgeladene Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to a gas fueled, supercharged internal combustion engine according to the preamble of claim 1 further defined Art.

Solche Brennkraftmaschinen, welche auch als Gasmotoren bezeichnet werden und insbesondere bei Nutzfahrzeugen ihren Einsatz finden, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Um eine größere Leistung erreichen zu können, sind sie in den meisten Fällen mit einem Abgasturbolader ausgestattet und werden dann als aufgeladene Brennkraftmaschinen bezeichnet.Such Internal combustion engines, which are also referred to as gas engines and find their use especially in commercial vehicles are from the known in the general art. For a bigger performance to be able to reach they are in most cases equipped with an exhaust gas turbocharger and are then called supercharged internal combustion engines designated.

Meist weisen derartige Brennkraftmaschinen ein Ladeluftgehäuse auf, vor dem im Ladeluftrohr die Gemischbildung stattfindet, indem mittels einer Gaszuführeinrichtung oder einer Gasmischeinrichtung zugegebenes Gas mit der Ladeluft vermischt wird. Durch das Lade luftgehäuse und die daran anschließenden Einlasskanäle wird das erzeugte homogene Gas-Luft-Gemisch den Brennräumen der Brennkraftmaschine einzeln zugeführt.Most of time such internal combustion engines have a charge air housing, before in the charge air pipe, the mixture formation takes place by means of a gas supply device or a gas mixing device added gas with the charge air is mixed. Through the charging air housing and the adjoining inlet channels the generated homogeneous gas-air mixture the combustion chambers of the Internal combustion engine fed individually.

Brennkraftmaschinen mit dieser Art der Gemischbildung haben jedoch aufgrund des relativ langen Weges, welches das Gas-Luft-Gemisch von der Eingasung bis zu den Brennräumen zurücklegt, ein relativ träges Ansprechverhalten. Ein weiteres Problem heutiger Brennkraftmaschinen ist die mehr oder weniger ungleichmäßige Verteilung des Gas-Luft-Gemisches auf die einzelnen Brennräume. Dies führt zu einem ungünstigen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine, wobei bei höherer Aufladung die genannte Problematik noch zunimmt. Durch die schlechte Gleichverteilung des Gas-Luft-Gemisches auf die Brennräume ergeben sich auch bezüglich der von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Emissionen Nachteile, da der für die Emissionen und den Wirkungsgrad relevante Zündzeitpunkt des Gemisches in dem jeweiligen Brennraum nur für alle Brennräume gemeinsam eingestellt werden kann und hierbei immer die Zündfähigkeit des ungünstigsten Brennraumes berücksichtigt werden muss.Internal combustion engines However, with this type of mixture formation have due to the relative long way, which the gas-air mixture from the gassing up to the combustion chambers travels, a relatively sluggish one Response. Another problem of today's internal combustion engines is the more or less uneven distribution of the gas-air mixture on the individual combustion chambers. This leads to an unfavorable Efficiency of the internal combustion engine, said at higher charge said Problem still increases. Due to the bad equal distribution of the Gas-air mixture on the combustion chambers also arise with respect to the the internal combustion engine ejected Emissions disadvantages, since the for the emissions and the efficiency relevant ignition time of the mixture in the respective combustion chamber only for all combustion chambers can be adjusted together and this always the ignitability the worst Combustion chamber considered must become.

Aus der DE 692 29 520 T2 ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Brennräumen bekannt, welcher gasförmiger Brennstoff über einen Vergaser und ein Ansaugsystem zugeführt wird. Über eine Drosselklappe kann an das Ansaugsystem eine zusätzliche Kammer zugeschaltet werden, so dass sich bei höheren Drehzahlen eine bessere Ladeeffizienz der Brennkraftmaschine ergibt. Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine ist kein Gaszuführventil vorgesehen, sodass diese nur bedingt mit der vorliegenden Brennkraftmaschine vergleichbar ist.From the DE 692 29 520 T2 For example, an internal combustion engine with multiple combustion chambers is known, which gaseous fuel is supplied via a carburetor and an intake system. Via a throttle valve, an additional chamber can be connected to the intake system, so that results in a better charging efficiency of the internal combustion engine at higher speeds. In this known internal combustion engine no gas supply valve is provided so that it is only partially comparable with the present internal combustion engine.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit einem gasförmigen Brennstoff betriebene, aufgeladene Brennkraftmaschine zu schaffen, welche ein besseres Ansprechverhalten, einen besseren Wirkungsgrad und einen geringeren Schadstoffausstoß aufweist als bisher bekannte, mit einem gasförmigen Brennstoff betriebene, aufgeladene Brennkraftmaschinen.It Object of the present invention, one with a gaseous fuel operated, supercharged internal combustion engine to create which better response, better efficiency and a has lower pollutant emissions as previously known, operated with a gaseous fuel, charged internal combustion engines.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this Object by the mentioned in the characterizing part of claim 1 Characteristics solved.

Durch die Zuordnung von wenigstens einem Gaszuführventil zu jedem einzelnen Einlasskanal und damit zu jedem Brennraum der Brennkraftmaschine ergibt sich eine separate Eingasung für jeden Brennraum. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine gleichmäßigere Verteilung des Gases bzw. Kraftstoffes auf die einzelnen Brennräume.By the assignment of at least one gas supply valve to each one Inlet and thus to each combustion chamber of the internal combustion engine results in a separate Eingasung for each combustion chamber. This advantageously allows a more even distribution of the gas or fuel to the individual combustion chambers.

Der Schadstoffausstoß und der Wirkungsgrad der vorliegenden Brennkraftmaschine hängen vom Verbrennungsluftverhältnis und vom Zündzeitpunkt ab, welche über die Zündfähigkeit des Gas-Luft-Gemisches eine Abhängigkeit besitzen. Aus diesem Grund ist für jeden Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein optimales Verbrennungsluftverhältnis in allen Brennräumen anzustreben. Durch das erfindungsgemäße Trennelement, welches das Gehäuse oder die Leitung zur Zuführung von Ladeluft in wenigstens zwei Kammern mit zugeordneten Einströmkanälen oder in wenigstens zwei Leitungen unterteilt, wird die Beeinflussung des Ansaugtaktes eines Brennraums durch die anderen Brennräume minimiert, was zu einer gleichmäßigen Verteilung der Ladeluft auf alle Brenn räume führt, um gleiche Verbrennungsluftverhältnisse in allen Brennräumen zu realisieren.Of the Pollutant emissions and the efficiency of the present engine depend on Combustion air ratio and the ignition timing off which over the ignitability the gas-air mixture is a dependency have. For this reason is for each operating state of the internal combustion engine an optimal combustion air ratio in all combustion chambers desirable. By the inventive separator, which the housing or the lead to the feeder Charge air in at least two chambers with associated inflow channels or divided into at least two lines, the influence is the intake stroke of a combustion chamber through the other combustion chambers is minimized, what a uniform distribution the charge air on all combustion chambers leads, by the same combustion air conditions in all combustion chambers to realize.

Es können beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine mit sechs Brennräumen jeweils drei nicht unmittelbar nacheinander zündende Brennräume mit einer Kammer zur Zuführung vom Ladeluft zusammengefasst werden, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung des Ansaugtaktes der einzelnen Brennräume durch Luftströmungen und Luftverwirbelungen minimiert wird. Der zeitliche Abstand, an welchem das Gas-Luft-Gemisch in zwei aufeinanderfolgenden Brennräumen innerhalb einer Kammer gezündet wird, kann dabei nämlich so gelegt werden, dass dieser größer ist als der jeweilige Öffnungszeitraum der Einlassventile der einzelnen Brennräume. Hierdurch kann das sich in einem Einlasskanal befindliche Gas-Luft-Gemisch nur zu dem jeweils dafür vorgesehenen Brennraum gelangen. Somit ist die Zuführung der gleichen Gas- und Luftmenge zu jedem Brennraum gegeben, was eine sehr gute Verbrennung gewährleistet.For example, in an internal combustion engine having six combustion chambers, three combustion chambers which do not fire one after the other can be combined with a chamber for supplying the charge air, thereby minimizing mutual influence of the intake stroke of the individual combustion chambers by air currents and air turbulences. The time interval at which the gas-air mixture is ignited in two successive combustion chambers within a chamber can namely be set so that it is greater than the respective opening period of the intake valves of the individual combustion chambers. As a result, the gas-air mixture located in an inlet channel can only reach the respectively provided combustion chamber. Thus, the supply of the same amount of gas and air is given to each combustion chamber, which is a very good Ver ensures combustion.

Durch die kurzen Wege, welche das Gas vom Ort seiner Eingasung bis zu den Brennräumen zurücklegen muss, ergibt sich ein schnelleres Ansprechverhalten und dadurch eine bessere Dynamik der Brennkraftmaschine.By the short ways, which the gas from the place of its gassing up to cover the combustion chambers must, results in a faster response and thereby a better dynamics of the internal combustion engine.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims as well as from the below in principle with reference to the drawing Embodiments.

Es zeigt:It shows:

1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine; 1 a plan view of an internal combustion engine according to the invention;

2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine; 2 a schematically illustrated plan view of an alternative embodiment of the internal combustion engine according to the invention;

3 einen Schnitt nach der Linie III–III aus 1; und 3 a section along the line III-III 1 ; and

4 eine Schnittdarstellung analog zu 3 mit einer alternativen Anordnung des Gaszuführventils. 4 a sectional view analogous to 3 with an alternative arrangement of the gas supply valve.

In 1 ist in einer Draufsicht eine sechszylindrige Brennkraftmaschine 1 dargestellt, welche mit einem gasförmigen Brennstoff betrieben wird. Die für Nutzfahrzeuge vorgesehene, theoretisch jedoch auch bei Personenkraftwagen verwendbare Brennkraftmaschine 1 wird durch einen nicht dargestellten Abgasturbolader aufgeladen und weist hierzu ein Gehäuse 2 zur Zuführung von Ladeluft in Einlasskanäle 3 auf, welches im folgenden als Ladeluftgehäuse 2 bezeichnet wird. Die Einlasskanäle 3 sind in 3 und 4 dargestellt. Bei dem Gas kann es sich beispielsweise um Erdgas oder Flüssiggas handeln. An der Brennkraftmaschine 1 ist des weiteren eine Gaszuführleitung 4 zur Zuführung von Gas zu Gaszuführventilen 5 angeordnet.In 1 is a six-cylinder internal combustion engine in a plan view 1 shown, which is operated with a gaseous fuel. The intended for commercial vehicles, but theoretically also used in passenger vehicles internal combustion engine 1 is charged by an exhaust gas turbocharger, not shown, and has for this purpose a housing 2 for supplying charge air in intake ducts 3 on, which in the following as charge air housing 2 referred to as. The inlet channels 3 are in 3 and 4 shown. The gas may be, for example, natural gas or LPG. At the internal combustion engine 1 is further a gas supply line 4 for supplying gas to gas supply valves 5 arranged.

Die Gaszuführleitung 4 verläuft über die gesamte Länge der Brennkraftmaschine 1 und ist mit jedem Gaszuführventil 5 verbunden. Das Gas wird beim Entspannen rückgekühlt und wird der Brennkraftmaschine 1 mit einer relativ niedrigen Temperatur zugeführt, was zu einer niedrigeren Gemischtemperatur und damit zu einem höhe ren Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 führt. Dies spiegelt sich z.B. dadurch wider, dass für gleichen NOx-Ausstoß ein früherer Zündzeitpunkt gewählt werden kann.The gas supply line 4 runs over the entire length of the internal combustion engine 1 and is with every gas supply valve 5 connected. The gas is recooled while relaxing and becomes the internal combustion engine 1 fed with a relatively low temperature, resulting in a lower mixture temperature and thus to a higher ren efficiency of the internal combustion engine 1 leads. This is reflected, for example, in the fact that an earlier ignition point can be selected for the same NO x emissions.

Die Anordnung der Gaszuführventile 5 ist in 3 und 4 besser erkennbar, wobei sich die Varianten durch die Funktionsweise der Gaszuführventile 5 unterscheiden. Bei der Ausführung gemäß 3 gibt jedes Gaszuführventil 5 aus der Gaszuführleitung 4 entnommenes Gas unter Ausnutzung des Impulses des entspannten Gases direkt in den jeweiligen Einlasskanal 3 ab, welcher zu einem an sich bekannten Einlassventil 6 und bei Offenstellung des Einlassventils 6 in einen Brennraum 7 führt. Der Brennraum 7 befindet sich in bekannter Weise unterhalb eines Zylinderkopfes 8 der Brennkraftmaschine 1, in welchem das Einlassventil 6 bzw. mehrere Einlassventile 6 angeordnet sind. Alternativ wäre es auch möglich, die Gaszuführventile 5 in dem Zylinderkopf 8 anzuordnen.The arrangement of gas supply valves 5 is in 3 and 4 better recognizable, whereby the variants by the functioning of the Gaszuführventile 5 differ. In the execution according to 3 gives each gas supply valve 5 from the gas supply line 4 extracted gas taking advantage of the pulse of the expanded gas directly into the respective inlet channel 3 from, which to a known inlet valve 6 and in the open position of the intake valve 6 in a combustion chamber 7 leads. The combustion chamber 7 is located in a known manner below a cylinder head 8th the internal combustion engine 1 in which the inlet valve 6 or several inlet valves 6 are arranged. Alternatively, it would also be possible to use the gas supply valves 5 in the cylinder head 8th to arrange.

Bei der Ausführung gemäß 4 ist die Gaszuführleitung 4 in das Ladeluftgehäuse 2 integriert und als über wenigstens annähernd die gesamte Länge der Brennkraftmaschine 1 verlaufende Bohrung 4 ausgebildet, welche unterhalb der Gaszuführventile 5 angeordnet ist und dieselben mit Gas versorgt. Von den Gaszuführventilen 5 führt jeweils eine Stichbohrung 9 in den Einlasskanal 3. Die weitere Anordnung entspricht derjenigen gemäß 3.In the execution according to 4 is the gas supply line 4 in the charge air housing 2 integrated and than over at least approximately the entire length of the internal combustion engine 1 extending bore 4 formed, which are below the Gaszuführventile 5 is arranged and supplies the same with gas. From the gas supply valves 5 each leads a tap hole 9 in the inlet channel 3 , The further arrangement corresponds to that according to 3 ,

Bei beiden Ausführungsformen erfolgt die Gemischbildung, also die Vermischung des durch die Gaszuführventile 5 zugeführten Gases mit der über das Ladeluftge häuse 2 zugeführten Luft, somit bereits teilweise in den Einlasskanälen 3. Beiden Ausführungsformen gemein ist auch, dass die Gaszuführventile 5 in dem Ladeluftgehäuse 2 angeordnet sind. Es wäre allerdings auch eine Anordnung derselben in dem Zylinderkopf 8 denkbar.In both embodiments, the mixture formation takes place, that is, the mixing of the through the Gaszuführventile 5 supplied gas with the housing over the charge air 2 supplied air, thus already partially in the intake ducts 3 , Both embodiments have in common is that the Gaszuführventile 5 in the charge air housing 2 are arranged. However, it would also be an arrangement of the same in the cylinder head 8th conceivable.

Da die Brennkraftmaschine 1, wie bereits oben erwähnt, sechs Brennräume 7 aufweist, sind insgesamt sechs Gaszuführventile 5 vorgesehen.As the internal combustion engine 1 As mentioned above, six combustion chambers 7 have a total of six Gaszuführventile 5 intended.

Wie wiederum 1 entnommen werden kann, befindet sich in dem Ladeluftgehäuse 2 ein Trennelement 10, durch welches das Ladeluftgehäuse 2 in zwei Kammern 2a und 2b aufgeteilt ist. Mit anderen Worten, das Ladeluftgehäuse 2 ist zweiflutig ausgebildet. Das Trennelement 10 ist als Trennwand ausgeführt und verläuft bis in einen als Einströmkanal 11 ausgebildeten Eingangsbereich des Ladeluftgehäuses 2, welchen das Trennelement 10 ebenfalls unterteilt. Im Eingangsbereich in das Ladeluftgehäuse 2 sind den Kammern 2a und 2b somit Einströmkanäle 11a und 11b vorgelagert. Die Einströmkanäle 11a und 11b sind hierbei derart ausgebildet, dass eine direkte Anströmung der Einlasskanäle 3 durch die Ladeluft verhindert wird.Like again 1 can be removed is located in the charge air housing 2 a separating element 10 through which the charge air housing 2 in two chambers 2a and 2 B is divided. In other words, the charge air housing 2 is doubly formed. The separating element 10 is designed as a partition and extends into one as inflow 11 trained entrance area of the charge air housing 2 , which the separating element 10 also divided. In the entrance area into the charge air housing 2 are the chambers 2a and 2 B thus inflow channels 11a and 11b upstream. The inflow channels 11a and 11b are in this case designed such that a direct flow of the inlet channels 3 is prevented by the charge air.

Die Kammern 2a und 2b weisen wenigstens annähernd das gleiche Volumen auf, was sicherstellt, dass den einzelnen Brennräumen 7 während des Ansaugtaktes jeweils die gleichen Luftverhältnisse zur Verfügung stehen. Die Zumessung der gleichen Gasmenge für jeden Brennraum 7 übernehmen die Gaszuführventile 5 durch die Entnahme des Gases aus der gemeinsamen Gaszuführleitung 4.The chambers 2a and 2 B have at least approximately the same volume, which ensures that the individual combustion chambers 7 during the intake stroke in each case the same air conditions To be available. The metering of the same amount of gas for each combustion chamber 7 take over the gas supply valves 5 by removing the gas from the common gas supply line 4 ,

Die Einströmung der Ladeluft in die beiden Kammern 2a und 2b erfolgt hierbei nahezu parallel zur Längsachse der Brennkraftmaschine 1, wodurch eine direkte Anströmung einzelner Einlasskanäle 3 vermieden wird und eine annähernd gleiche Füllung der Brennräume 7 durch annähernd gleiche Luftverhältnisse in den Kammern 2a und 2b sichergestellt ist.The inflow of the charge air into the two chambers 2a and 2 B takes place here almost parallel to the longitudinal axis of the internal combustion engine 1 , whereby a direct flow of individual inlet channels 3 is avoided and an approximately equal filling of the combustion chambers 7 by approximately the same air conditions in the chambers 2a and 2 B is ensured.

Das Ladeluftgehäuse 2 sowie die mit demselben verbundene Gaszuführleitung 4 können beispielsweise im Sandgießverfahren aus Aluminium hergestellt werden und bilden gemeinsam ein modulartiges Bauteil, welches, wie in 3 und 4 dargestellt, in einfacher Weise durch Schrauben 12 an dem Zylinderkopf 8 bzw. an verschiedenartige Zylinderköpfe 8 angebracht werden kann. In nicht dargestellter Art und Weise können auch elektrische Leitungen zur Ansteuerung der Gaszuführventile 5 in das Ladeluftgehäuse 2 integriert sein. Die Größe des Ladeluftgehäuses 2 ermöglicht ein großes Ladeluftvolumen, was eine gute und gleichmäßige Füllung der Brennräume 7 sichert.The charge air housing 2 and the associated gas supply line 4 For example, they can be made of aluminum in the sand casting process and together form a modular component which, as in 3 and 4 represented, in a simple manner by screws 12 on the cylinder head 8th or on various cylinder heads 8th can be attached. In a manner not shown, electrical lines for controlling the Gaszuführventile 5 in the charge air housing 2 be integrated. The size of the charge air housing 2 allows a large charge air volume, resulting in a good and uniform filling of the combustion chambers 7 guaranteed.

Um eine Beeinflussung der Gemischzuführung zu den einer der Kammern 2a bzw. 2b zugeordneten Brennräumen 7 zu verhindern, sind jeder der Kammern 2a bzw. 2b nur jeweils drei Brennräume 7 zugeordnet. Die Einlassventile 6 werden zur Zuführung des Gas-Luft-Gemisches zu den Brennräumen 7 nur maximal 240° Kurbelwinkel lang geöffnet, wobei durch die Offenstellung der Einlassventile 6 das Gas-Luft-Gemisch in die Brennräume 7 strömt. Bei einem Gesamtkurbelwinkel von 720° pro Zyklus der Brennkraftmaschine 1 sind somit nur jeweils die Einlassventile 6 eines Brennraumes 7 pro Kammer 2a bzw. 2b geöffnet und ein Wegsaugen des für einen bestimmten Brennraum 7 vorgesehenen Gas-Luft-Gemisches durch die einem anderen Brennraum 7 zugeführten Luftströmung wird verhindert. Allgemein sollten immer nur so viele Brennräume 7 einer der Kammern 2a oder 2b zugeordnet sein, dass der Zündabstand der den Kammern 2a bzw. 2b zugeordneten Brennräumen 7 unter der Öffnungszeit der Einlassventile 6 liegt, wobei bezüglich der Öffnungszeit Ventilhubwege von unter 10% vom Gesamtventilhubweg nicht maßgeblich sind.In order to influence the mixture supply to the one of the chambers 2a respectively. 2 B associated combustion chambers 7 to prevent, are each of the chambers 2a respectively. 2 B only three combustion chambers each 7 assigned. The intake valves 6 are used to supply the gas-air mixture to the combustion chambers 7 only a maximum of 240 ° crank angle open long, with the open position of the intake valves 6 the gas-air mixture into the combustion chambers 7 flows. At a total crank angle of 720 ° per cycle of the engine 1 are thus only the inlet valves 6 a combustion chamber 7 per chamber 2a respectively. 2 B open and a vacuum for a particular combustion chamber 7 provided gas-air mixture through the other combustion chamber 7 supplied air flow is prevented. Generally, there should only ever be so many combustion chambers 7 one of the chambers 2a or 2 B be assigned to the firing distance of the chambers 2a respectively. 2 B associated combustion chambers 7 under the opening time of the intake valves 6 is, with respect to the opening time Ventilhubwege of less than 10% of Gesamtventilhubweg are not relevant.

In 2 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit acht Brennräumen 7 in V-Anordnung dargestellt. Hierbei führt, wie auch in der Ausführungsform gemäß 1, eine als Ladeluftleitung 13 bezeichnete Leitung zu in diesem Fall zwei Ladeluftgehäusen 2a und 2b. In der Ladeluftleitung 13 ist ebenfalls das Trennelement 10 angeordnet und teilt diese somit in zwei Leitungen 13a und 13b. Hierdurch ist eine Zuordnung der beiden Ladeluftgehäuse 2a und 2b zu den beiden Leitungen 13a und 13b gegeben.In 2 is an internal combustion engine 1 with eight combustion chambers 7 shown in V-arrangement. Here, as in the embodiment according to 1 , one as a charge air line 13 designated line to in this case two charge air housings 2a and 2 B , In the charge air line 13 is also the separator 10 arranged and thus divides these into two lines 13a and 13b , As a result, an assignment of the two charge air housing 2a and 2 B to the two lines 13a and 13b given.

Alternativ hierzu wäre es bei Brennkraftmaschinen 1 mit Brennräumen 7 in V-Anordnung auch möglich, lediglich ein gemeinsames Ladeluftgehäuse 2 vorzusehen und dieses mehrflutig auszuführen. Das Ladeluftgehäuse 2 könnte dann ein oder mehrere Trennelemente 10 aufweisen, welche das Ladeluftgehäuse 2 in zwei oder mehrere Kammern 2a, 2b, 2c.... aufteilen könnten.Alternatively, it would be in internal combustion engines 1 with combustion chambers 7 in V-arrangement also possible, only a common charge air housing 2 provide and perform this mehrflutig. The charge air housing 2 could then be one or more separators 10 have, which the charge air housing 2 in two or more chambers 2a . 2 B . 2c .... could split.

Bei einer Brennkraftmaschine 1 mit vier Brennräumen 7 könnte das Ladeluftgehäuse 2 ebenfalls mit dem Trennelement 10 versehen sein und es könnten jeder der Kammern 2a bzw. 2b zwei Brennräume 7 zugeordnet sein.In an internal combustion engine 1 with four combustion chambers 7 could the charge air housing 2 also with the separating element 10 be provided and it could be any of the chambers 2a respectively. 2 B two combustion chambers 7 be assigned.

Aufgrund der geringen Anzahl an Brennräumen 7 wäre allerdings auch denkbar, kein Trennelement 10 vorzusehen, da eine Beeinflussung aufgrund des großen Zündabstandes von 180° Kurbelwinkel bei gleichzeitiger maßgeblicher Ventilöffnungszeit von 180°–200° Kurbelwinkel durch konstruktive Maßnahmen minimiert werden könnte.Due to the small number of combustion chambers 7 However, it would also be conceivable, no separating element 10 provide, since an influence due to the large ignition distance of 180 ° crank angle with a significant valve opening time of 180 ° -200 ° crank angle could be minimized by design measures.

Wie bereits oben erwähnt erfolgt in dem Einlasskanal 3 die Gemischbildung durch die in dem Ladeluftgehäuse 2 zugeführte Ladeluft und das durch das Gaszuführventil 5 in den Einlasskanal 3 eingebrachte Gas. Um bereits vor der Einleitung des Gas-Luft-Gemisches in den Brennraum 7 eine gewisse Vermischung von Gas und Luft zu erreichen, wird das Gaszuführventil 5 eine bestimmte Zeit vor dem Einlassventil 6 geöffnet und auch das Schließen des Gaszuführventils 5 erfolgt vor dem Schließen des Einlassventils 6. Durch diese sogenannte Vorlagerung wird dem Brennraum 7 zunächst nur Luft, dann ein relativ fettes Gas-Luft-Gemisch und schließlich wiederum nur Luft zugeführt. Dies garantiert, dass das gesamte Gas in den Brennraum 7 gelangt und Spülverluste an Gas durch Ventilüberschneidung nicht auftreten.As already mentioned above takes place in the inlet channel 3 the mixture formation by in the charge air housing 2 supplied charge air and that through the gas supply valve 5 in the inlet channel 3 introduced gas. To already before the introduction of the gas-air mixture in the combustion chamber 7 to achieve a certain mixing of gas and air, the gas supply valve 5 a certain time before the inlet valve 6 open and also closing the gas supply valve 5 occurs before closing the inlet valve 6 , Through this so-called pre-storage is the combustion chamber 7 initially only air, then a relatively rich gas-air mixture and finally again only air supplied. This guarantees that all the gas in the combustion chamber 7 and flushing losses of gas due to valve overlap do not occur.

Zur Feststellung des thermodynamischen Zustandes des Gases in der Gaszuführleitung 4 sind in derselben ein Gastemperatursensor 14 und ein Gasdrucksensor 15 zur Messung von Gastemperatur und Gasdruck angeordnet, deren Messwerte einer nicht dargestellten Steuer- oder Regeleinheit der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden können. Des weiteren ist ein Ladeluftsensor 16 zur Messung von Temperatur und Druck der Ladeluft vorgesehen, welcher in diesem Fall in der Kammer 2a angeord net ist. Diese Messwerte werden für die Berechnung und Einstellung des optimalen Verbrennungsluftverhältnisses verwendet.To determine the thermodynamic state of the gas in the gas supply 4 are in the same a gas temperature sensor 14 and a gas pressure sensor 15 arranged for measuring gas temperature and gas pressure, the measured values of a control or regulating unit, not shown, of the internal combustion engine 1 can be supplied. Furthermore, there is a charge air sensor 16 provided for measuring the temperature and pressure of the charge air, which in this case in the chamber 2a angeord net is. These measurements are used to calculate and set the optimal combustion air ratio.

Bei der vorliegenden, nach dem Otto-Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschine 1 wird der Luftmassenstrom mittels einer nicht dargestellten Drosseleinrichtung geregelt. Je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 führt dies zu mehr oder weniger großen Drosselverlusten und damit zu Einbußen bezüglich des Wirkungsgrades. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen wird der Luftmassenstrom im mittleren und hohen Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 mittels des bereits oben erwähnten Abgasturboladers, welcher eine variable Turbinengeometrie aufweist, geregelt. Der Abgasturbolader muss hierbei nur diejenige Luftmenge fördern, die die Brennkraftmaschine 1 benötigt, so dass dem thermodynamischen Prozess mehr Abgasenergie zur Verfügung steht und durch die Drosseleinrichtung keine Drosselverluste auftreten.At the present, according to the Otto principle working internal combustion engine 1 the air mass flow is controlled by means of a throttle device, not shown. Depending on the operating condition of the internal combustion engine 1 This leads to more or less large throttle losses and thus to losses in terms of efficiency. In order to increase the efficiency of the air mass flow in the middle and high load range of the internal combustion engine 1 by means of the exhaust gas turbocharger already mentioned above, which has a variable turbine geometry regulated. The exhaust gas turbocharger here has to promote only that amount of air that the internal combustion engine 1 required so that the thermodynamic process more exhaust gas energy is available and no throttle losses occur through the throttle device.

Claims (8)

Mit einem gasförmigen Brennstoff betriebene, aufgeladene Brennkraftmaschine (1), welche mehrere Brennräume (7), wenigstens eine Leitung (13) und wenigstens ein Gehäuse (2) zur Zuführung von Ladeluft zu den Brennräumen (7) aufweist, wobei jedem Brennraum (7) wenigstens ein Einlassventil (6) und zusätzlich zu dem wenigstens einen Einlassventil (6) wenigstens ein mit einer Gaszuführleitung (4) verbundenes Gaszuführventil (5) zur Zuführung von Gas zu einem jeweiligen Einlasskanal (3) zugeordnet ist, und wobei das wenigstens eine Gehäuse (2) oder die wenigstens eine Leitung (13) zur Zuführung von Ladeluft durch wenigstens ein festes Trennelement (10) dauernd in wenigstens zwei Kammern (2a, 2b) mit zugeordneten Einströmkanälen (11a, 11b) oder in wenigstens zwei Leitungen (13a, 13b) unterteilt ist.With a gaseous fuel powered, supercharged internal combustion engine ( 1 ), which have several combustion chambers ( 7 ), at least one line ( 13 ) and at least one housing ( 2 ) for supplying charge air to the combustion chambers ( 7 ), each combustion chamber ( 7 ) at least one inlet valve ( 6 ) and in addition to the at least one inlet valve ( 6 ) at least one with a gas supply line ( 4 ) connected gas supply valve ( 5 ) for supplying gas to a respective inlet channel ( 3 ), and wherein the at least one housing ( 2 ) or the at least one line ( 13 ) for supplying charge air through at least one fixed separating element ( 10 ) in at least two chambers ( 2a . 2 B ) with associated inflow channels ( 11a . 11b ) or in at least two lines ( 13a . 13b ) is divided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmkanäle (11a, 11b) derart ausgebildet sind, dass eine direkte Anströmung der Einlasskanäle (3) durch die Ladeluft verhindert wird.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inflow channels ( 11a . 11b ) are formed such that a direct flow of the inlet channels ( 3 ) is prevented by the charge air. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kammern (2a, 2b) jeweils wenigstens annähernd das gleiche Volumen aufweisen.Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the individual chambers ( 2a . 2 B ) each have at least approximately the same volume. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gaszuführleitung (4) als im Gehäuse (2) zur Zuführung von Ladeluft ausgebildete Bohrung ausgebildet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the at least one gas supply line ( 4 ) than in the housing ( 2 ) formed for supplying charge air bore is formed. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Gaszuführleitung (4) als separat an dem Gehäuse (2) zur Zuführung von Ladeluft angeordnete Leitung ausgebildet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the at least one gas supply line ( 4 ) as separate to the housing ( 2 ) is arranged for supplying charge air arranged line. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführleitung (4) zusammen mit dem Gehäuse (2) zur Zuführung von Ladeluft ein modulartiges Bauteil bildet.Internal combustion engine according to claim 4 or 5, characterized in that the gas supply line ( 4 ) together with the housing ( 2 ) forms a modular component for supplying charge air. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführventile (5) innerhalb des Gehäuses (2) zur Zuführung von Ladeluft angeordnet sind.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gas supply valves ( 5 ) within the housing ( 2 ) are arranged for the supply of charge air. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Brennräume (7), die unmittelbar nacheinander gezündet werden, jeweils unterschiedlichen Kammern (2a bzw. 2b) zugeordnet sind.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that those combustion chambers ( 7 ), which are ignited immediately one after the other, each with different chambers ( 2a respectively. 2 B ) assigned.
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